光电直读光谱仪分析不锈钢中CSiMnPS元素含量的不确定度评定.docVIP

光电直读光谱仪测定钢中C、Si、Mn、P、S元素含量的不确定度评定 目的用光电直读光谱法测定钢中C、Si、Mn、P、S元素的含量。 试验部分 试验设备：光电直读光谱仪WLD—4C（北京现代瑞利） 试验方法：依据GB/T—2008《（常规法）》进行试验。 试验过程：先用标准试样对直读光谱仪进行校准，然后用光谱磨样机将试样表面加工成光洁平面，置于直读光谱仪的激发台上，加电激发，平行测试5次。 不确定度来源分析 从整个操作过程分析，影响光谱分析元素不确定度的因素有以下几个方面：（1）人员。包括测试人员的质量意识、技术水平、熟练程度及身体素质。测试人员对试样的激发操作点不同引起测试结果偏差。 （2）仪器。光谱仪的稳定性；光源的性能及其再现性；氩气系统的稳定程度（包括净化程度、压力、流量等）；试样加工设备及电源稳压系统的精密度和所有这些设备的维护保养状态（3）试样。包括试样成分的均匀性，重复性，热处理状态及组织结构状态标准及控制成分的均匀性，成分含量标准的可靠性、其组织结构与被测试样的组织结构的同一性以及制样表面的光洁度。 （4）分析方法。分析方法本身的不确定度。曲线的制作及其拟合程度，操作规程（包括仪器参数的选择，干扰元素的修正方式等）。 （5）环境。实验室的温度、湿度、噪声和清洁条件等。 建立数学模型 建立与被测量有影响的量的函数关系： y=x+b 式中：y—修正值 x—测量值 b—校正值 分析计算各相对标准不确定度 直读光谱仪的相对标准不确定度根据计量，可以得出当K=2时的各元素扩展不确定度：表元素 标准值 /% 0.080 0.734 0.836 0.023 0.023 扩展不确定度 /%(k=2) 0.015 0.018 0.007 0.001 0.002 分别计算可以得到相对标准不确定度： ； ； ； 。 5.3 光谱仪工作曲线的相对标准不确定度 从光谱仪的工作原理可知，分析曲线的不确定度与测试结果的范围关系较大，； 统计数据见表2所示。 表2 C元素工作曲线的统计数据 样品名 强度比 标准值 % 计算值 % 残差值 % 残差值百分比 % 15327—5 6271 0.0085 0.0116 -0.0031 -30.846 15327—6 14972 0.1160 0.1137 0.0023 2.003 15327—3 18001 0.1700 0.1490 0.0210 13.166 15327—4 49414 0.4430 0.5042 -0.0612 -12.922 15327—2 53422 0.5980 0.5483 0.0497 8.671 15327—1 80178 0.8380 0.8345 0.0035 0.419 由贝塞尔公式得残差值的百分比的标准偏差为：0.148； 因为本曲线取6个点，则残差值百分比的平均值的标准偏差为： ； 那么，。 Si元素的分析曲线为： ； 统计数据见表3所示。 表3 Si元素工作曲线的统计数据 样品名 强度比 标准值 % 计算值 % 残差值 % 残差值百分比 % 15327—5 10836 0.0950 0.0973 -0.0023 -2.392 15327—4 32371 0.4810 0.4656 0.0154 3.254 15327—6 43135 0.6750 0.6496 0.0254 3.835 15327—3 49148 0.6840 0.7524 -0.0684 -9.523 15327—2 50923 0.8040 0.7828 0.0212 2.672 15327—1 65742 1.0500 1.0361 0.0139 1.333 由贝塞尔公式得残差值的百分比的标准偏差为：； 因为本曲线取6个点，则残差值百分比的平均值的标准偏差为： ； 那么，。 Mn元素的分析曲线为： ； 统计数据见表4所示。 表4 Mn元素工作曲线的统计数据 样品名 强度比 标准值 % 计算值 % 残差值 % 残差值百分比 % 15327—5 7750 0.3160 0.5011 -0.1851 -45.307 15327—6 22993 1.1400 0.8737 0.2663 26.449 15327—4 32100 1.7700 1.3919 0.3781 23.916 15327—2 53148 3.4800 3.4352 0.0448 1.296 15327—1 88402 8.0000 9.5026 -1.5026 -17.170 15327—3 110207 16.1300 14.9135 1.2165 7.837 由贝塞尔公式得残差值的百分比的标准偏差为：； 因为本曲线取6个点，则残差值百分